(57)【要約】【課題】空気浄化装置の部品点数を削減して装置の構成を簡素化しつつ、ランニングコストを削減する。【解決手段】浄化用エレメント（20）では、容器部材（21）が中空に形成される一方、該容器部材（21）の対向面の一方から他方へチューブ部材（22）が貫通する。このチューブ部材（22）は、多孔質膜で構成される。また、チューブ部材（22）の内側が空気通路（23）となり、この外側が水通路（24）となる。空気通路（23）の空気に含まれる水溶性ガスが多孔質膜を通過して水通路（24）の水に溶解することによって、空気から水溶性ガスが除去される。水通路（24）の水は、その一部が水蒸気となって多孔質膜を通過し、空気通路（23）の空気へ付与される。このようにして、空気通路（23）の空気が加湿される。空気通路（23）の空気は、水通路（24）の冷水と熱交換を行い、この冷水へ放熱して冷却される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とを行う空気浄化装置であって、
多孔質膜と該多孔質膜によって仕切られた水通路（24）及び空気通路（23）とが設けられた浄化用エレメント（20）を備え、
上記多孔質膜を通過した水溶性ガスを上記水通路（24）の水に溶解させて上記空気通路（23）の空気から除去し、上記多孔質膜を通過した水蒸気によって上記空気通路（23）の空気を加湿し、上記水通路（24）の水との熱交換によって上記空気通路（23）の空気を冷却する空気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
浄化用エレメント（20）は、多孔質膜で構成されたチューブ部材（22）と、箱状に形成されて対向面の一方から他方へ上記チューブ部材（22）が貫通する容器部材（21）とを備えており、
上記浄化用エレメント（20）では、上記チューブ部材（22）の内側が空気通路（23）となり該チューブ部材（22）の外側が水通路（24）となっている空気浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
浄化用エレメント（20）は、多孔質膜で構成されて内側が水通路（24）となる扁平な筒状部材（25）を備えており、
上記浄化用エレメント（20）では、複数の上記筒状部材（25）が所定間隔で略平行に配置され、該筒状部材（25）同士の間が空気通路（23）となっている空気浄化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
空気に対する加湿量と、浄化用エレメント（20）の出口における空気温度とが調節可能に構成されている空気浄化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
浄化用エレメント（20）の水通路（24）への給水と該水通路（24）からの排水とを行って該水通路（24）内で水を流通させる水管路（50）と、
上記浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量を調節することによって浄化用エレメント（20）の出口における空気温度を制御する温度制御手段（71）と
を備えている空気浄化装置。
【請求項６】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
浄化用エレメント（20）の水通路（24）への給水と該水通路（24）からの排水とを行って該水通路（24）内で水を流通させる水管路（50）と、
上記浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度を調節することによって浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を制御する加湿量制御手段（72）と
を備えている空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気からの水溶性ガスの除去等を行う空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の精密機器が製造されるクリーンルーム内では、空気の温度及び湿度や清浄度が常に監視されている。というのも、クリーンルーム内の環境が製品の良し悪しに大きな影響を及ぼすからである。例えば、クリーンルーム内の空気が汚れていると、この汚れた空気に含まれるアンモニア等のガスが製造過程の製品に混入し、不良品が発生するおそれがある。このため、従来には、特許文献１に開示されるような空気浄化装置をクリーンルーム内に設置し、空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とを行っている。
【０００３】
具体的に、上記空気浄化装置において、その空調機本体には、加湿浄化部と冷却除湿浄化部とが設けられている。加湿浄化部は、スプレーノズルとエリミネータとによって構成されている。空調機本体に取り込まれた被処理空気は、スプレーノズルから噴霧される水によって過飽和状態にまで加湿され、被処理空気に含まれるアンモニア等の水溶性ガスが水に溶解して１次除去される。水溶性ガスが溶解した水は、スプレーノズルの下流側に設けられたエリミネータに当たって落下する。一方、水溶性ガスを１次除去された被処理空気は、エリミネータを通過して冷却除湿浄化部へ流入する。冷却除湿浄化部では、被処理空気が露点温度以下にまで冷却されて除湿される一方、該冷却除湿浄化部の表面に生じる結露水に被処理空気中の水溶性ガスが溶解し、被処理空気中の水溶性ガスが２次除去される。
【特許文献１】特開２０００―２７９７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の空気浄化装置は、水を噴霧する部分であるスプレーノズルと、水滴を除去する部分であるエリミネータと、被処理空気を冷却する部分である冷却除湿浄化部とによって構成されている。つまり、被処理空気からの水溶性ガスの除去と加湿及び冷却とを３つの要素で行っている。このため、装置の部品点数が増加してコストがかかると共に、装置の構成が複雑化するという問題があった。また、被処理空気と水とが直接に接触する構造であるため、被処理空気を汚染しないように純水を使用しなければならず、ランニングコストが嵩むという問題もあった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空気浄化装置の部品点数を削減して装置の構成を簡素化しつつ、ランニングコストを削減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とを行う空気浄化装置を対象としている。そして、多孔質膜と該多孔質膜によって仕切られた水通路（24）及び空気通路（23）とが設けられた浄化用エレメント（20）を備え、上記多孔質膜を通過した水溶性ガスを上記水通路（24）の水に溶解させて上記空気通路（23）の空気から除去し、上記多孔質膜を通過した水蒸気によって上記空気通路（23）の空気を加湿し、上記水通路（24）の水との熱交換によって上記空気通路（23）の空気を冷却するものである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、浄化用エレメント（20）は、多孔質膜で構成されたチューブ部材（22）と、箱状に形成されて対向面の一方から他方へ上記チューブ部材（22）が貫通する容器部材（21）とを備えており、上記浄化用エレメント（20）では、上記チューブ部材（22）の内側が空気通路（23）となり該チューブ部材（22）の外側が水通路（24）となるものである。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、浄化用エレメント（20）は、多孔質膜で構成されて内側が水通路（24）となる扁平な筒状部材（25）を備えており、上記浄化用エレメント（20）では、複数の上記筒状部材（25）が所定間隔で略平行に配置され、該筒状部材（25）同士の間が空気通路（23）となっているものである。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明において、空気に対する加湿量と、浄化用エレメント（20）の出口における空気温度とが調節可能に構成されるものである。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明において、浄化用エレメント（20）の水通路（24）への給水と該水通路（24）からの排水とを行って該水通路（24）内で水を流通させる水管路（50）と、上記浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量を調節することによって浄化用エレメント（20）の出口における空気温度を制御する温度制御手段（71）とを備えるものである。
【００１１】
第６の発明は、第１の発明において、浄化用エレメント（20）の水通路（24）への給水と該水通路（24）からの排水とを行って該水通路（24）内で水を流通させる水管路（50）と、上記浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度を調節することによって浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を制御する加湿量制御手段（72）とを備えるものである。
【００１２】
−作用−
上記第１の発明では、空気浄化装置に浄化用エレメント（20）が設けられる。浄化用エレメント（20）の多孔質膜には、多数の微小孔が設けられている。この多孔質膜は、水通路（24）と空気通路（23）とを仕切っている。そして、水通路（24）を流通する水と空気通路（23）を流通する空気とは、多孔質膜を介して接触する。
【００１３】
この発明では、空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿と冷却とが行われる。具体的に、空気通路（23）の空気に含まれる水溶性ガスは、多孔質膜の微小孔を通過して水通路（24）の水に溶解する。このようにして、空気通路（23）を流通する空気から水溶性ガスが除去される。
【００１４】
水通路（24）を流通する水は、その一部が水蒸気となって多孔質膜の微小孔を通過する。多孔質膜を通過した水蒸気は、空気通路（23）を流通する空気へ付与される。このようにして、空気通路（23）を流通する空気が加湿される。
【００１５】
空気通路（23）を流通する空気は、水通路（24）を流通する冷水と多孔質膜を介して熱交換を行う。一方、水通路（24）には、空気通路（23）を流通する空気よりも温度の低い水が供給される。このため、空気通路（23）を流通する空気は、水通路（24）を流通する冷水へ放熱し、冷却される。また、空気通路（23）を流通する空気は、冷水の蒸発による蒸発潜熱によっても冷却される。
【００１６】
上記第２の発明では、浄化用エレメント（20）にチューブ部材（22）と容器部材（21）とが設けられる。容器部材（21）は中空に形成される一方、該容器部材（21）の対向面の一方から他方へチューブ部材（22）が貫通している。そして、浄化用エレメント（20）では、チューブ部材（22）の内側が空気通路（23）となっており、チューブ部材（22）の外側、即ち該チューブ部材（22）の外周面と容器部材（21）の内面とに囲まれた空間が水通路（24）となっている。
【００１７】
上記第３の発明では、浄化用エレメント（20）に複数の筒状部材（25）が設けられる。この筒状部材（25）は、多孔質膜で構成された扁平な筒状の部材である。浄化用エレメント（20）において、複数の筒状部材（25）は、互いに略平行となる姿勢で所定の間隔をおいて配置されている。この浄化用エレメント（20）では、各筒状部材（25）の内側の空間が水通路（24）となる一方、略平行に配置された筒状部材（25）同士の間の空間が空気通路（23）となっている。
【００１８】
上記第４の発明では、空気通路（23）を流通する空気に対する加湿量、即ち多孔質膜を通過して空気へ付与される水蒸気量が調節可能となっている。また、浄化用エレメント（20）の出口における空気温度、即ち空気通路（23）から流出する空気の温度が調節可能となっている。例えば、空気通路（23）を流通する空気の流量や水通路（24）を流通する水の温度を変化させると、空気通路（23）を流通する空気に対する加湿量と空気通路（23）から流出する空気の温度とがそれぞれ調節される。
【００１９】
上記第５及び第６の発明では、浄化用エレメント（20）の水通路（24）に水管路（50）が接続される。水管路（50）は、浄化用エレメント（20）への給水と、浄化用エレメント（20）からの排水とを行う。これによって、浄化用エレメント（20）では、水通路（24）内を水が通過する状態となる。
【００２０】
上記第５の発明では、空気浄化装置に温度制御手段（71）が設けられる。この温度制御手段（71）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）を通過した空気の温度を制御するため、浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量を調節する。空気浄化装置において浄化用エレメント（20）を通過する水の流量を変化させた場合、浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量はさほど変化しないのに対し、浄化用エレメント（20）を通過した空気の温度は水の流量の変動に対応して変化する。そこで、温度制御手段（71）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）を通過した空気の温度制御を目的として、水通路（24）を通過する水の流量を調節している。
【００２１】
上記第６の発明では、空気浄化装置に加湿量制御手段（72）が設けられる。この加湿量制御手段（72）は、浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を制御するため、浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度を調節する。空気浄化装置において浄化用エレメント（20）へ供給される水の温度を変化させた場合、浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量は水温の変動に対応して変化する。そこで、加湿量制御手段（72）は、浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量の制御を目的として、水通路（24）へ供給される水の温度を調節している。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、浄化用エレメント（20）に水通路（24）及び空気通路（23）を設け、多孔質膜を介して空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とを行っている。つまり、浄化用エレメント（20）だけで空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とが可能となり、従来のような３つの要素を設ける必要がなくなる。従って、この発明によれば、空気浄化装置の部品点数を削減して装置の構成を簡素化することができる。
【００２３】
また、本発明において、水通路（24）と空気通路（23）とは、多孔質膜によって仕切られている。つまり、水通路（24）を流通する水と空気通路（23）を流通する水とは直接に接触することがない。このため、水通路（24）に純水ではなくて多少汚れた水を流通させても、この水に含まれる不純物等によって空気が汚染されることはない。従って、この発明によれば、水通路（24）に純水を流通させる必要がなくなり、装置のランニングコストを削減することができる。
【００２４】
上記第２の発明では、チューブ部材（22）と容器部材（21）とによって浄化用エレメント（20）を構成している。また、上記第３の発明では、筒状部材（25）を用いて浄化用エレメント（20）を構成している。従って、これら発明によれば、浄化用エレメント（20）を簡素な構造とすることができ、空気浄化装置の構成を一層簡素化することができる。
【００２５】
上記第４の発明では、空気に対する加湿量と浄化用エレメント（20）の出口における空気温度とを調節可能な構成としている。従って、この発明によれば、湿度調節と温度調節の機能を兼ね備えた空気浄化装置を提供することができる。
【００２６】
上記第５の発明によれば、浄化用エレメント（20）を通過する水の流量変化に応じて浄化用エレメント（20）を通過した空気の温度が変化するという特性を利用することで、浄化用エレメント（20）の出口における空気温度の制御を的確に行うことができる。
【００２７】
上記第６の発明によれば、浄化用エレメント（20）へ供給される水の温度変化に応じて浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量が変化するという特性を利用することで、浄化用エレメント（20）における加湿量の制御を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態の空気浄化装置（10）は、例えば半導体デバイス等の精密機器を製造するクリーンルーム内に配置されている。
【００３０】
図１に示すように、上記空気浄化装置（10）は、浄化用エレメント（20）とヘッドタンク（30）とを備えている。
【００３１】
図２に示すように、浄化用エレメント（20）は、容器部材（21）とチューブ部材（22）とによって構成されている。容器部材（21）は直方体状に形成されており、内部が中空となっている。チューブ部材（22）は円筒状に形成されており、容器部材（21）の対向面を一方から他方へ貫通している。尚、図２では、チューブ部材（22）が容器部材（21）の対向面を手前側から奥側へ貫通している。このチューブ部材（22）は、疎水性多孔質膜で構成されている。疎水性多孔質膜は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂製である。図示しないが、この疎水性多孔質膜には、多数の微小孔が形成されている。
【００３２】
上記チューブ部材（22）の内側は、空気が流通する空気通路（23）となっている。上記チューブ部材（22）の外側、即ち該チューブ部材（22）の外周面と容器部材（21）の内面とに囲まれた空間は、水が流通する水通路（24）となっている。そして、浄化用エレメント（20）は、空気通路（23）を流通する空気と水通路（24）を流通する水とがチューブ部材（22）を介して接触するように構成されている。
【００３３】
上記容器部材（21）の下部には、連通管（41）が接続されている。この連通管（41）は、浄化用エレメント（20）の水通路（24）とヘッドタンク（30）の下部とに連通している。上記容器部材（21）の上部には、排水管（42）が接続されている。この排水管（42）は、浄化用エレメント（20）の水通路（24）に連通している。
【００３４】
上記ヘッドタンク（30）は、筒状に形成されている。このヘッドタンク（30）は、浄化用エレメント（20）へ供給する水の圧力を一定にするために設けられている。このため、ヘッドタンク（30）には、水通路（24）の高さと概ね等しい高さまで水が溜まるようになっている。そして、このヘッドタンク（30）には、給水管（43）を通じて水が供給される。給水管（43）には、開度を調節できる調節弁（44）が取り付けられている。この調節弁（44）の開度を調節することによって、給水管（43）からヘッドタンク（30）へ供給される水の流量を調節する。給水管（43）を通じてヘッドタンク（30）内に供給された水は、連通管（41）を通って浄化用エレメント（20）の水通路（24）へと流入する。
【００３５】
−運転動作−
上記空気浄化装置（10）の運転動作について説明する。尚、クリーンルーム内は、一年を通して２３℃／４０ＲＨ％程度に保たれており、空気浄化装置（10）が２４時間稼動している。本実施形態では、ヘッドタンク（30）内に既に浄化用エレメント（20）の容器部材（21）と概ね等しい高さにまで冷水が溜まっている状態から説明を始める。
【００３６】
上記空気浄化装置（10）の運転中には、図示しない送風機等によって浄化用エレメント（20）の空気通路（23）へクリーンルーム内の空気が送り込まれる。一方、浄化用エレメント（20）の水通路（24）には、ヘッドタンク（30）内の冷水（７〜１０℃程度）が連通管（41）を通じて供給される。そして、浄化用エレメント（20）では、空気通路（23）を流通する空気と水通路（24）を流通する冷水とが、チューブ部材（22）を介して接触する。
【００３７】
上述のように、チューブ部材（22）は、疎水性多孔質膜によって構成されている。この疎水性多孔質膜は、水蒸気と空気中の水溶性ガスとを通過させ、水滴を通過させない性質を持つ。空気通路（23）の空気に含まれるアンモニア等の水溶性の汚染ガスは、疎水性多孔質膜の微小孔を通過して水通路（24）の冷水に溶解する。このようにして、空気通路（23）を流通する空気からアンモニア等の水溶性の汚染ガスが除去される。
【００３８】
水通路（24）を流通する冷水は、その一部が水蒸気となって疎水性多孔質膜の微小孔を通過する。疎水性多孔質膜を通過した水蒸気は、空気通路（23）を流通する空気へ付与される。このようにして、空気通路（23）を流通する空気が加湿される。
【００３９】
空気通路（23）を流通する空気は、水通路（24）を流通する冷水と疎水性多孔質膜を介して熱交換を行う。一方、水通路（24）には、空気通路（23）を流通する空気よりも温度の低い水が供給される。このため、空気通路（23）を流通する空気は、水通路（24）を流通する冷水へ放熱し、冷却される。また、空気通路（23）を流通する空気は、冷水の蒸発による蒸発潜熱によっても冷却される。
【００４０】
このように、浄化用エレメント（20）では、空気通路（23）を流通する空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とが行われる。具体的に、図３に実線で示すように、空気通路（23）へ流入する際に点Ａの状態であった空気は、空気通路（23）を流通する間に加湿及び冷却され、空気通路（23）から流出する際に点Ｃの状態となる。浄化用エレメント（20）を通過した空気は、クリーンルーム内へ供給される。
【００４１】
また、上記空気浄化装置（10）の運転中には、給水管（43）に取り付けられた調節弁（44）が一定の開度に設定される。そして、ヘッドタンク（30）には、給水管（43）を通じて常に一定量の冷水が供給される。一方、水通路（24）内の冷水は、排水管（42）から排出される。このように、上記浄化用エレメント（20）では、水通路（24）内の冷水が常に少しずつ入れ換わっている。このため、水通路（24）を流通する冷水に水溶性の汚染ガスが溶け込んでも、この汚染ガス濃度の上昇は抑制され、空気通路（23）を流通する空気からの汚染ガスの除去率低下が回避される。
【００４２】
−実施形態１の効果−
本実施形態では、浄化用エレメント（20）に水通路（24）及び空気通路（23）を設け、疎水性多孔質膜により構成されるチューブ部材（22）を介して空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とを行っている。つまり、浄化用エレメント（20）だけで空気からの水溶性ガスの除去と、空気の加湿及び冷却とが可能となり、従来のような３つの要素を設ける必要がなくなる。従って、本実施形態によれば、空気浄化装置（10）の部品点数を削減して装置の構成を簡素化することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、チューブ部材（22）と容器部材（21）とによって浄化用エレメント（20）を構成している。従って、本実施形態によれば、浄化用エレメント（20）を簡素な構造とすることができ、空気浄化装置（10）の構成を一層簡素化することができる。
【００４４】
−実施形態１の変形例−
上記実施形態１の空気浄化装置（10）において、ヘッドタンク（30）へ供給する冷水は、多少汚れた水であってもよい。上述のように、水通路（24）を流通する冷水と空気通路（23）を流通する空気とは、疎水性多孔質膜を介して接触する。つまり、水通路（24）を流通する冷水と空気通路（23）を流通する空気とが直接に接触することはない。このため、水通路（24）に多少汚れた水を流通させても、この水に含まれる不純物等によって空気が汚染されることはない。従って、本変形によれば、水通路（24）に純水を流通させる必要がなくなり、空気浄化装置（10）のランニングコストを削減することができる。
【００４５】
また、上記実施形態１の空気浄化装置（10）において、水道水をヘッドタンク（30）へ供給してもよい。一般に、水道水は冷水（７〜１０℃程度）よりも温度が高い。また、空気通路（23）を流通する空気の温度と水通路（24）を流通する水道水の温度とは、さほど差がない。このため、図３に破線で示すように、空気通路（23）へ流入する際に点Ａの状態であった空気は、等エンタルピ線に沿って変化し、空気通路（23）から流出する際に点Ｂの状態となる。このように、水道水を使用する場合には、冷水を使用する場合と比べて空気通路（23）から流出する空気の温度が高くなり、空気の絶対湿度が高くなる。
【００４６】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において、空気浄化装置（10）の全体構成と浄化用エレメント（20）の構成とを変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記実施形態１と異なる点を説明する。
【００４７】
図４に示すように、本実施形態の浄化用エレメント（20）は、多数の筒状部材（25）を備えている。また、この浄化用エレメント（20）は、入口ヘッダ（26）と、出口ヘッダ（27）と、２枚の側面板（28）とを備えている。入口ヘッダ（26）と出口ヘッダ（27）は、共に中空で扁平な直方体状に形成されている。各側面板（28）は、共に四角形状に形成されている。
【００４８】
上記浄化用エレメント（20）では、入口ヘッダ（26）と出口ヘッダ（27）と２枚の側面板（28）とが四角い枠状に組み合わされている。具体的に、この浄化用エレメント（20）では、図４における左右に側面板（28）が１枚ずつ立設されている。また、浄化用エレメント（20）では、その下面側に出口ヘッダ（27）が配置され、上面側に入口ヘッダ（26）が配置されている。
【００４９】
図５に示すように、上記筒状部材（25）は、奥行きに対して横幅が大幅に短い扁平な筒状ないし管状に形成されている。筒状ないし管状に形成された筒状部材（25）は、その内部空間が上端面と下端面に開口している。また、筒状部材（25）は、多数の微小孔が形成された疎水性多孔質膜で構成されている。この疎水性多孔質膜の材質は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂である。
【００５０】
上記浄化用エレメント（20）において、多数の筒状部材（25）は、互いに略平行となる姿勢で、図４における左右方向へ一定の間隔で配置されている。各筒状部材（25）は、側面板（28）と略平行になっている。また、各筒状部材（25）は、その上端が入口ヘッダ（26）に接続され、下端が出口ヘッダ（27）に接続されている。筒状部材（25）の内側の空間は、入口ヘッダ（26）の内部空間と出口ヘッダ（27）の内部空間とに連通しており、水が流通する水通路（24）を構成している。この浄化用エレメント（20）において、一定間隔で並んだ筒状部材（25）同士の間に形成される空間は、筒状部材（25）に沿って図４の奥行き方向へ空気が通過可能となっており、空気が流通する空気通路（23）を構成している。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態の空気浄化装置（10）では、ヘッドタンク（30）が浄化用エレメント（20）よりも高い位置に配置されている。また、ヘッドタンク（30）は、その内部に仕切板（31）が立設されている。ヘッドタンク（30）の内部空間は、この仕切板（31）によって貯留空間（32）とオーバーフロー空間（33）とに仕切られている。ヘッドタンク（30）に接続された給水管（43）は、その終端が貯留空間（32）の上方に位置しており、この貯留空間（32）へ水を供給する。
【００５２】
上記浄化用エレメント（20）は、供給管（51）を介してヘッドタンク（30）と接続されている。この供給管（51）は、その一端がヘッドタンク（30）の底部に、他端が浄化用エレメント（20）の入口ヘッダ（26）にそれぞれ接続されており、ヘッドタンク（30）の貯留空間（32）と入口ヘッダ（26）の内部空間とを連通させている。浄化用エレメント（20）の出口ヘッダ（27）には、排出管（52）が接続されている。この排出管（52）には、調節弁（53）が設けられている。また、排出管（52）における調節弁（53）の下流側は、オーバーフロー管（45）を介してヘッドタンク（30）のオーバーフロー空間（33）に接続されている。
【００５３】
本実施形態の空気浄化装置（10）において、給水管（43）からヘッドタンク（30）の貯留空間（32）へ導入された水は、供給管（51）を通って浄化用エレメント（20）の入口ヘッダ（26）へ送り込まれる。浄化用エレメント（20）では、入口ヘッダ（26）内の水が筒状部材（25）内の水通路（24）へ導入される。また、浄化用エレメント（20）では、クリーンルーム内の空気が空気通路（23）へ送り込まれる。
【００５４】
空気通路（23）の空気に含まれるアンモニア等の水溶性の汚染ガスは、疎水性多孔質膜から成る筒状部材（25）を透過し、水通路（24）の冷水に溶解する。水通路（24）を流通する冷水は、その一部が水蒸気となって疎水性多孔質膜から成る筒状部材（25）を透過し、空気通路（23）の空気へ付与される。空気通路（23）の空気は、筒状部材（25）を介して水通路（24）の冷水と熱交換することによって冷却される。このように、本実施形態の浄化用エレメント（20）では、上記実施形態１の場合と同様に、空気通路（23）を流れる空気の浄化と加湿と冷却とが行われる。
【００５５】
アンモニア等の汚染ガスが溶け込んだ水は、筒状部材（25）内の水通路（24）から出口ヘッダ（27）を通って排出管（52）へと送り出される。また、排出管（52）へは、ヘッドタンク（30）において貯留空間（32）からオーバーフロー空間（33）へと溢れ出した水がオーバーフロー管（45）を通って送り込まれる。そして、浄化用エレメント（20）から排出された水は、オーバーフロー管（45）からの水と共に外部へ排出される。尚、浄化用エレメント（20）を通過する水の流量は、調節弁（53）の開度を調節することによって制御される。
【００５６】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態は、上記実施形態２において、空気浄化装置（10）の全体構成を変更したものである。本実施形態における浄化用エレメント（20）は、上記実施形態２のものと同様である。ここでは、本実施形態について、上記実施形態２と異なる点を説明する。
【００５７】
図７に示すように、本実施形態の空気浄化装置（10）には、戻しポンプ（46）が設けられている。この戻しポンプ（46）の吸込側には、排出管（52）の出口端とオーバーフロー管（45）の出口端とが接続されている。そして、浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ給水する供給管（51）と、この水通路（24）から排水する排出管（52）とが水管路（50）を構成している。
【００５８】
上記空気浄化装置（10）において、給水管（43）は、図外のチリングユニットの送出側に接続されている。ヘッドタンク（30）へは、チリングユニットで冷却された水（冷水）が給水管（43）を通じて供給される。給水管（43）からヘッドタンク（30）へ供給された冷水は、貯留空間（32）内の水と混合される。ヘッドタンク（30）に対する冷水の供給量を変更すると、それに伴って貯留空間（32）内の水温が変化する。貯留空間（32）内の水は、供給管（51）を通じて浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される。
【００５９】
浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過した水は、排出管（52）を通って戻しポンプ（46）へ吸入される。また、ヘッドタンク（30）において貯留空間（32）からオーバーフロー空間（33）へ溢れ出した水は、オーバーフロー管（45）を通って戻しポンプ（46）へ吸入される。戻しポンプ（46）の吐出側は、戻し管（47）を介して図外のチリングユニットの戻り側に接続されている。戻しポンプ（46）から吐出された水は、戻し管（47）を通ってチリングユニットへ送り返される。チリングユニットは、戻し管（47）を通じて送り込まれた水を冷却し、冷却した水を給水管（43）へ送り込む。
【００６０】
本実施形態の空気浄化装置（10）には、コントローラ（70）が設けられている。このコントローラ（70）は、温度制御手段である温度制御部（71）と、加湿量制御手段である加湿量制御部（72）とを備えている。
【００６１】
温度制御部（71）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出口における空気温度が設定温度となるように、浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量を調節する。具体的に、この温度制御部（71）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）から流出した空気の温度とその設定温度との差に基づき、調節弁（53）の開度を調節している。例えば、空気通路（23）の出口での空気温度が設定温度よりも高ければ、調節弁（53）の開度を拡大して水通路（24）を通過する水の流量を増大させる。また、空気通路（23）の出口での空気温度が設定温度よりも低ければ、調節弁（53）の開度を縮小して水通路（24）を通過する水の流量を減少させる。
【００６２】
加湿用制御部は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出口における空気湿度が設定湿度となるように、浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度を調節する。具体的に、この温度制御部（71）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）から流出した空気の湿度とその設定湿度との差に基づき、調節弁（44）の開度を調節している。例えば、空気通路（23）の出口での空気湿度が設定湿度よりも低ければ、調節弁（44）の開度を縮小してヘッドタンク（30）に対する冷水の供給量を減少させ、水通路（24）へ供給される水の温度を上昇させることによって浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を増大させる。また、空気通路（23）の出口での空気湿度が設定湿度よりも高ければ、調節弁（44）の開度を拡大してヘッドタンク（30）に対する冷水の供給量を増大させ、水通路（24）へ供給される水の温度を低下させることによって浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を減少させる。
【００６３】
ここで、浄化用エレメント（20）について３つの試験条件で行われた性能試験の結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2005230796.tif 000003
【００６５】
この性能試験において、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）における空気流量は一定に保たれている。また、表１のＣ−１欄、Ｃ−２欄、Ｃ−３欄に示すように、ケース１からケース３までの３つの試験条件において、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の入口における空気の温度と相対湿度は、ほぼ同一となっている。尚、表１では、空気の絶対湿度差ΔＸａを、乾き空気１ｍ3当たりに含まれる水分の質量の値として示している。
【００６６】
先ず、表１に示すケース１とケース２の試験結果を対比する。浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度は、ケース１とケース２とで等しくなっている（表１のＡ−１欄とＡ−２欄を参照）。一方、浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量は、ケース１よりもケース２の方が多くなっている（表１のＢ−１欄とＢ−２欄を参照）。そして、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出入口における空気の温度差ΔＴａはケース１よりもケース２の方が大きくなる一方（表１のＤ−１欄とＤ−２欄を参照）、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出入口における空気の絶対湿度差ΔＸａはケース１とケース２とで概ね等しくなっている（表１のＥ−１欄とＥ−２欄を参照）。
【００６７】
このように、浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量が変化すると、それに対応して浄化用エレメント（20）での空気の冷却量が変化する。そこで、上記温度制御部（71）は、浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量を調節することによって、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出口における空気温度を制御している。
【００６８】
次に、表１に示すケース１とケース３の試験結果を対比する。浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度は、ケース１よりもケース３の方が高くなっている（表１のＡ−１欄とＡ−３欄を参照）。一方、浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量は、ケース１とケース３とで概ね等しくなっている（表１のＢ−１欄とＢ−３欄を参照）。そして、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出入口における空気の温度差ΔＴａはケース１よりもケース３の方が小さくなる一方（表１のＤ−１欄とＤ−３欄を参照）、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出入口における空気の絶対湿度差ΔＸａはケース１よりもケース３の方が大きくなっている（表１のＥ−１欄とＥ−３欄を参照）。
【００６９】
このように、浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度が変化すると、それに対応して浄化用エレメント（20）で空気に付与される水分量が変化する。そこで、上記加湿量制御部（72）は、浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される水の温度を調節することによって、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）での空気に対する加湿量を制御している。
【００７０】
本実施形態によれば、浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量と、空気通路（23）の出口における空気温度とが調節可能となる。従って、本実施形態によれば、湿度調節と温度調節の機能を兼ね備えた使い勝手の良い空気浄化装置（10）を提供することができる。
【００７１】
《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。本実施形態は、上記実施形態３において、空気浄化装置（10）の全体構成を変更したものである。本実施形態における浄化用エレメント（20）は、上記実施形態３のものと同様である。ここでは、本実施形態について、上記実施形態３と異なる点を説明する。
【００７２】
図８に示すように、本実施形態の空気浄化装置（10）には、戻しポンプ（46）に代えて循環ポンプ（55）が設けられている。また、本実施形態の排出管（52）は、その終端がヘッドタンク（30）における貯留空間（32）の上方に開口している。上記循環ポンプ（55）は、この排出管（52）の途中に設けられている。また排出管（52）における循環ポンプ（55）の下流側には、調節弁（56）が設けられている。この調節弁（56）の開度を変更すれば、それに伴って浄化用エレメント（20）の水通路（24）を通過する水の流量が変化する。
【００７３】
上記空気浄化装置（10）には、冷水循環回路（60）が設けられている。この冷水循環回路（60）には、熱交換器（61）と調節弁（62）とが設けられている。冷水循環回路（60）は、図外のチリングユニットに接続されており、このチリングユニットと熱交換器（61）の間で水を循環させている。上記熱交換器（61）は、ヘッドタンク（30）の貯留空間（32）内に設置され、チリングユニットから送られてきた冷水を貯留空間（32）内の水と熱交換させている。上記調節弁（62）は、チリングユニットの送出側と熱交換器（61）の間に配置されている。
【００７４】
本実施形態の給水管（43）は、その入口端が冷水循環回路（60）における調節弁（62）と熱交換器（61）の間に接続されている。この給水管（43）の調節弁（44）を開くと、冷水循環回路（60）内を流れるチリングユニットからの冷水の一部がヘッドタンク（30）の貯留空間（32）へ供給される。また、本実施形態のオーバーフロー管（45）は、その終端が外部に開口しており、ヘッドタンク（30）のオーバーフロー空間（33）へ流入した水を外部へ排出している。
【００７５】
本実施形態のコントローラ（70）では、温度制御部（71）と加湿量制御部（72）の構成が上記実施形態３のものと相違している。
【００７６】
本実施形態の温度制御部（71）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）から流出した空気の温度とその設定温度との差に基づき、調節弁（56）の開度を調節している。そして、この温度制御部（71）は、調節弁（56）の開度を制御することによって水通路（24）を通過する水の流量を調節し、それによって浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出口での空気温度を調節している。
【００７７】
本実施形態の加湿量制御部（72）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）から流出した空気の湿度とその設定湿度との差に基づき、調節弁（62）の開度を調節している。調節弁（62）の開度を変更すると、冷水循環回路（60）における冷水の循環量が変化して熱交換器（61）による冷却量が変化し、ヘッドタンク（30）における貯留空間（32）内の水温が変化する。例えば、空気通路（23）の出口での空気湿度が設定湿度よりも低ければ、調節弁（62）の開度を縮小して熱交換器（61）による冷却量を減少させ、水通路（24）へ供給される水の温度を上昇させることによって浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を増大させる。また、空気通路（23）の出口での空気湿度が設定湿度よりも高ければ、調節弁（62）の開度を拡大して熱交換器（61）による冷却量を増大させ、水通路（24）へ供給される水の温度を低下させることによって浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を減少させる。
【００７８】
《発明の実施形態５》
本発明の実施形態５について説明する。本実施形態は、上記実施形態４において、空気浄化装置（10）の全体構成を変更したものである。本実施形態における浄化用エレメント（20）は、上記実施形態４のものと同様である。ここでは、本実施形態について、上記実施形態４と異なる点を説明する。
【００７９】
図９に示すように、上記空気浄化装置（10）では、上記実施形態４における冷水循環回路（60）が省略されており、給水管（43）が図外のチリングユニットに直接に接続されている。チリングユニットで冷却された水（冷水）は、給水管（43）を通じてヘッドタンク（30）の貯留空間（32）へ供給される。給水管（43）からヘッドタンク（30）への冷水の供給量を変更すると、それに伴って貯留空間（32）内の水温が変化する。貯留空間（32）内の水は、供給管（51）を通じて浄化用エレメント（20）の水通路（24）へ供給される。
【００８０】
また、上記空気浄化装置（10）には、戻しポンプ（46）が設けられている。つまり、この空気浄化装置（10）には、循環ポンプ（55）と戻しポンプ（46）の両方が設けられている。戻しポンプ（46）の吸入側には、オーバーフロー管（45）の終端が接続されている。戻しポンプ（46）の吐出側は、戻し管（47）を介して図外のチリングユニットに接続されている。ヘッドタンク（30）内で貯留空間（32）からオーバーフロー空間（33）へ溢れ出した水は、オーバーフロー管（45）を通って戻しポンプ（46）へ吸い込まれ、戻し管（47）を通ってチリングユニットへ送り返される。
【００８１】
本実施形態の加湿量制御部（72）は、浄化用エレメント（20）の空気通路（23）から流出した空気の湿度とその設定湿度との差に基づき、調節弁（44）の開度を調節している。つまり、この加湿量制御部（72）は、上記実施形態３のものと同様に、ヘッドタンク（30）に対する冷水の供給量を調節することによって貯留空間（32）内の水温を制御し、それによって水通路（24）へ供給される水の温度を調節して浄化用エレメント（20）での空気に対する加湿量を制御している。
【００８２】
尚、本実施形態の温度制御部（71）は、上記実施形態４のものと同様に構成されている。つまり、この温度制御部（71）は、調節弁（56）の開度を制御することによって水通路（24）を通過する水の流量を調節し、それによって浄化用エレメント（20）の空気通路（23）の出口での空気温度を調節している。
【００８３】
《その他の実施形態》
上記実施形態１と上記実施形態２〜５とでは浄化用エレメント（20）の構成が異なっているが、例えば実施形態１の浄化用エレメント（20）を実施形態２〜５の空気浄化装置（10）に適用してもよいし、逆に実施形態２〜５のの浄化用エレメント（20）を実施形態１の空気浄化装置（10）に適用してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態３〜５の空気浄化装置（10）では、空気に対する加湿を停止し、空気の浄化と冷却だけを行うこともできる。この場合、空気浄化装置（10）の浄化用エレメント（20）では、水通路（24）へ供給される冷水の温度が空気通路（23）へ流入する空気の露点温度よりも低く設定される。この状態において、浄化用エレメント（20）では、図１０の空気線図に示すように、空気通路（23）を通過する間に空気が点Ａの状態から点Ｄの状態へ変化する。つまり、空気通路（23）を流通する空気は、水通路（24）を流通する冷水との熱交換にって冷却され、その温度がΔｔだけ低下する。また、水通路（24）内の水温が空気通路（23）の空気の露点温度より低いため、水通路（24）から空気通路（23）への水分の移動が起こらず、空気の絶対湿度は変化しない。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明は、空気からの水溶性ガスの除去等を行う空気浄化装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施形態１における空気浄化装置の概略の全体構成図である。
【図２】実施形態１における浄化用エレメントの概略斜視図である。
【図３】浄化用エレメントにおける空気の温度と絶対湿度の変化を示す空気線図である。
【図４】実施形態２における浄化用エレメントの概略斜視図である。
【図５】実施形態２における筒状部材の概略斜視図である。
【図６】実施形態２における空気浄化装置の概略の全体構成図である。
【図７】実施形態３における空気浄化装置の概略の全体構成図である。
【図８】実施形態４における空気浄化装置の概略の全体構成図である。
【図９】実施形態５における空気浄化装置の概略の全体構成図である。
【図１０】空気の加湿を停止させた場合における浄化用エレメントでの空気の温度と絶対湿度の変化を示す空気線図である。
【符号の説明】
【００８７】
（20）  浄化用エレメント
（21）  容器部材
（22）  チューブ部材
（23）  空気通路
（24）  水通路
（25）  筒状部材
（50）  水管路
（71）  温度制御部（温度制御手段）
（72）  加湿量制御部（加湿量制御手段）
【図１】
2005230796.tif 000004
【図２】
2005230796.tif 000005
【図３】
2005230796.tif 000006
【図４】
2005230796.tif 000007
【図５】
2005230796.tif 000008
【図６】
2005230796.tif 000009
【図７】
2005230796.tif 000010
【図８】
2005230796.tif 000011
【図９】
2005230796.tif 000012
【図１０】
2005230796.tif 000013